Ti
ếp cận năng lượng bền vững EASE Việt Nam
http://ease-vn.org.vn
Tài liệu đào tạo xây dựng
hầm biogas – VACVINA cải tiến
1
Trung t©m Nghiªn cøu, ph¸t triÓn Céng ®ång n«ng th«n
c«ng nghÖ khÝ sinh häc
M« h×nh Biogas VACVINA c¶i tiÕn
PhÇn thø nhÊt
Giíi thiÖu
c«ng nghÖ KhÝ sinh häc vμ m« h×nh biogas Vacvina c¶i tiÕn
I.Lêi më ®Çu:
Biogas hay cßn gäi lµ khÝ sinh häc, lµ mét hçn hîp khÝ ®−îc s¶n sinh ra tõ sù ph©n hñy
nh÷ng hîp chÊt h÷u c¬ d−íi t¸c ®éng cña vi khuÈn trong m«i tr−êng yÕm khÝ, trong ®ã thµnh phÇn
chñ yÕu lµ khÝ Mª-tan (CH4). C«ng nghÖ Biogas gióp chóng ta gi¶i quyÕt nh÷ng vÊn ®Ò mang tÝnh
chÊt chiÕn l−îc nh−:
- Xö lý an toµn chÊt th¶i trong ch¨n nu«i, lµm s¹ch m«i tr−êng vµ phßng ngõa c¸c bÖnh
truyÒn nhiÔm.
- T¹o nguån khÝ ®èt cho gia ®×nh rÎ tiÒn, s¹ch sÏ, sö dông tiÖn lîi vµ gi¶i phãng søc lao
®éng phô n÷ trong c«ng viÖc néi trî. §Æc biÖt lµ ë c¸c khu vùc miÒn nói, Biogas gióp cho viÖc gi¶m
bít c¸c nhu cÇu tiªu thô gç cñi, gi¶m chÆt ph¸ rõng.
- Sö dông b· th¶i tõ hÇm Biogas ®Ó kÕt hîp víi c¸c lo¹i phÕ th¶i n«ng nghiÖp ®Ó s¶n xuÊt
ph©n h÷u c¬ sinh häc phôc vô nu«i trång thñy s¶n vµ trång trät cho n¨ng suÊt cao vµ cho c¸c s¶n
phÈm n«ng nghiÖp s¹ch.
HiÖn nay, ch¨n nu«i gia sóc vµ gia cÇm ë c¸c vïng n«ng th«n ®ang chiÕm mét vÞ trÝ quan
träng trong ph¸t triÓn kinh tÕ hé gia ®×nh. Song, bªn c¹nh ®ã, c¸c biÖn ph¸p xö lý chÊt th¶i ch¨n
nu«i ch−a ®−îc coi träng, nªn vÊn ®Ò m«i tr−êng ë c¸c khu vùc n«ng th«n ®ang ph¶i ®øng tr−íc
nh÷ng th¸ch thøc lín bëi t×nh tr¹ng « nhiÔm ngµy cµng nghiªm träng h¬n.
§Ó thóc ®Èy m¹nh mÏ sù tham gia cña c¸c hé gia ®×nh n«ng d©n vµo viÖc øng dông c«ng nghÖ
Biogas nh»m xö lý chÊt th¶i ch¨n nu«i, t¹o khÝ ®èt phôc vô sinh ho¹t vµ b¶o vÖ m«i tr−êng th× ®iÒu
cÇn thiÕt nhÊt lµ cÇn ph¶i cã mét M« h×nh c«ng nghÖ phï hîp víi nh÷ng ®iÒu kiÖn ph¸t triÓn kinh tÕ
2
vµ x· héi cña n«ng th«n ViÖt Nam. Do vËy, viÖc thiÕt kÕ c¸c m« h×nh víi c¸c ®Æc tÝnh kü thuËt, sù
vËn hµnh vµ chu tr×nh ph©n huû vËt chÊt h÷u c¬, cÊu t¹o vµ kü thuËt thi c«ng x©y dùng hÇm ph©n
huû ... ph¶i ®−îc xem xÐt vµ tÝnh to¸n trªn c¬ së nh÷ng yÕu tè c¬ b¶n nhÊt tho¶ m·n c¸c ®iÒu kiÖn
sau ®©y:
1. HÇm ph¶i ®−îc thiÕt kÕ ®¬n gi¶n vµ x©y dùng dÔ dµng, phï hîp víi tr×nh ®é cña ng−êi thî x©y ë
c¸c vïng n«ng th«n, nh»m nhanh chãng nh©n réng m« h×nh.
2. Ph¶i triÖt tiªu hoµn toµn kh¶ n¨ng ph¸t triÓn líp v¸ng trong hÇm ph©n huû, nh»m ®¶m b¶o s¶n
xuÊt ga æn ®Þnh.
3. HÇm ph©n huû ph¶i cã ®−îc tuæi thä trung b×nh 20 n¨m trë lªn.
4. ViÖc x©y dùng hÇm Biogas ®¶m b¶o tiÕt kiÖm tèi ®a diÖn tÝch ®Êt ®ai cña c¸c hé gia ®×nh.
5. ViÖc vËn hµnh sö dông vµ duy tr× ho¹t ®éng ph¶i ®¬n gi¶n.
6. Gi¸ thµnh x©y dùng ph¶i phï hîp víi ®iÒu kiÖn kinh tÕ cña c¸c hé n«ng d©n.
§Ó thùc hiÖn c¸c ý t−ëng trªn, trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y Trung t©m Nghiªn cøu & Ph¸t triÓn
Céng ®ång n«ng th«n (Thuéc Héi Lµm v−ên ViÖt Nam) ®· tÝch cùc theo ®uæi mét Ch−¬ng tr×nh
Nghiªn cøu & Ph¸t triÓn Biogas. B»ng nh÷ng cè g¾ng vµ nç lùc cña m×nh Trung t©m ®· thµnh c«ng
trong viÖc cho ra ®êi mét c«ng nghÖ míi víi tªn gäi: “HÇm Biogas VACVINA c¶i tiÕn”. M« h×nh
nµy ®−îc ra ®êi tõ sù giao kÕt gi÷a c¸c lo¹i : M« h×nh hÇm x©y cã vßm cuèn cña Trung Quèc, M«
h×nh tói ñ Biogas b»ng chÊt dÎo C«-l«m-bia vµ M« h×nh bÓ phèt tù ho¹i nh»m kÕ thõa vµ ph¸t huy
c¸c ®Æc tÝnh −u viÖt cña c¸c lo¹i hÇm nãi trªn, ®ång thêi t¹o ®iÒu kiÖn cho C«ng nghÖ Biogas ph¸t
triÓn bÒn v÷ng.
II.Tæng quan vÒ c¸c m« h×nh hÇm khÝ sinh häc biogas :
1.HÇm Biogas cña Trung quèc: §¹i diÖn cho c¸c lo¹i hÇm x©y cã n¾p h×nh vßm cuèn.
Nh÷ng h¹n chÕ khi ¸p dông vµo ®iÒu kiÖn ViÖt Nam:
1. B¶n vÏ thiÕt kÕ phøc t¹p, Thi c«ng x©y dùng
khã kh¨n v× ®ßi hái sù chÝnh x¸c cao. Do vËy
viÖc phæ cËp, nh©n réng m« h×nh rÊt khã kh¨n.
2. ¸p lùc ga trong hÇm lín, nÕu cã mét vÕt nøt
nhá cña hÇm xuÊt hiÖn trong qu¸ tr×nh sö dông
cã thÓ lµm cho ga bÞ thÊt tho¸t hoµn toµn theo
vÕt nøt ®ã.
3. Trong qu¸ tr×nh sö dông líp v¸ng sinh häc cã
thÓ xuÊt hiÖn vµ ph¸t triÓn g©y khã kh¨n vµ trë
ng¹i cho sù ph©n huû vµ t¹o khÝ sinh häc trong
hÇm.
4. Trong hÇm ph©n huû th−êng x¶y ra hiÖn t−îng
thiÕu n−íc nÕu BÓ ®iÒu ¸p x©y kh«ng ®óng quy
c¸ch.
5. Gi¸ thµnh x©y dùng cao.
6. C«ng tr×nh cßn chiÕm nhiÒu diÖn tÝch ®Êt ®ai
trong khu vùc ®Êt thæ c− cña c¸c gia ®×nh.
7. Khã kh¨n trong viªc x©y dùng hÇm Biogas cho
c¸c trang tr¹i lín (trªn 50 lîn)
3
2.Tói Biogas b»ng vËt liÖu chÊt dÎo/ tóia ni – l«ng (C«-l«m-bia)
III. M« h×nh Biogas VACVINA c¶i tiÕn
3.1. S¬ ®å tæng qu¸t: (xem h×nh vÏ)
3.2. ¦u ®iÓm cña HÇm VACVINA c¶i
tiÕn:
1. BÓ ph©n huû h×nh khèi hép ch÷
nhËt (hoÆc cã thÓ cã h×nh d¹ng
bÊt kú) gióp cho viÖc x©y dùng
®¬n gi¶n vµ dÔ dµng.
2. N¾p hÇm cã thÓ tËn dông lµm nÒn
chuång tr¹i ch¨n nu«i gia sóc, ®ì
tèn diÖn tÝch.
H¹n chÕ:
• DÔ bÞ thñng do c¸c t¸c ®éng c¬ häc.
• DÔ bÞ l·o ho¸ d−íi t¸c dông cña ¸nh
n¾ng mÆt trêi.
• V× ®Æt nöa ch×m, nöa næi trªn mÆt ®Êt
nªn Tói Biogas chiÕm diÖn tÝch ®Êt ®ai
vµ g©y khã kh¨n cho mét sè gia ®×nh
vïng ven ®« thÞ kh«ng cã ®iÒu kiÖn ¸p
dông v× chËt chéi.
3. Hè xÝ cña gia ®×nh cã thÔ x©y dùng ngay trªn n¾p hÇm hoÆc bªn c¹nh hÇm vµ chÊt th¶i tõ
hè xÝ còng ®−îc ®−a lu«n vµo bÓ nµy. Do vËy c¸c gia ®×nh ¸p dông lo¹i hÇm nµy kh«ng cÇn
ph¶i ®Çu t− thªm viÖc x©y hè xÝ tù ho¹i.
4. ¸p lùc ga thÊp, tói dù tr÷ ga cã thÓ thu toµn bé ga tõ bÓ ph©n huû tiÖn lîi vµ chñ ®éng cho
viÖc sö dông ga ®Ó ®un nÊu hµng ngµy.
5. ViÖc n¹p ph©n gia sóc vµo hÇm cho phÐp thùc hiÖn theo c¸ch r¬i tù do tõ mét hÖ thèng èng
si-ph«ng vµo hÇm, còng nh− chÊt th¶i cña ng−êi ®−îc n¹p vµo hÇm th«ng qua bÖ xÝ bÖt
hoÆc xÝ xæm vµo hÇm dÔ dµng vµ liªn tôc hµng ngµy. Do ®ã V¸ng trong hÇm ph©n huû
kh«ng cã ®iÒu kiÖn ph¸t triÓn, khÝ biogas s¶n xuÊt trong ®iÒu kiÖn æn ®Þnh.
6. Gi¸ thµnh x©y dùng rÎ h¬n nhiÒu (= gÇn 55% gi¸ thµnh hÇm n¾p vßm cã cïng thÓ tÝch).
4
phÇn thø hai
thùc hμnh
kü thuËt x©y dùng hÇm Biogas VACVINA c¶i tiÕn
Yªu cÇu cña bμi thùc hμnh:
Th«ng qua bµi thùc hµnh c¸c häc viªn n¾m ®−îc c¸c b−íc, c¸c thao t¸c kü thuËt x©y dùng
mét hÇm Biogas VACVINA c¶i tiÕn, gåm:
- ThiÕt kÕ hÇm trªn c¸c ®Þa h×nh kh¸c nhau.
- Kü thuËt x©y dùng hÇm.
- Kü thuËt l¾p ®Æt thiÕt bÞ cho hÇm Biogas VACVINA.
- Quy tr×nh vËn hµnh vµ sö dông hÇm Biogas VACVINA
a. X¸c ®Þnh thÓ tÝch HÇm ph©n huû Biogas:
Tuú theo l−îng gia sóc ch¨n nu«i cña c¸c gia ®×nh nhiÒu hay Ýt mµ hÇm ph©n huû cÇn ®−îc thiÕt kÕ
lín hay nhá cho phï hîp. Tuy nhiªn, thÓ tÝch cña hÇm ph©n huû Biogas ®−îc tÝnh to¸n dùa vµo
mét sè vÊn ®Ò c¬ b¶n cã liªn quan, gåm: L−îng chÊt th¶i tõ nguån gia sóc ch¨n nu«i th−êng xuyªn
cña hé gia ®×nh; Thêi gian l−u tèi thiÓu cña chÊt th¶i; §é pha lo·ng cña chÊt th¶i khi ®−a vµo hÇm
ph©n huû (Hµm l−îng TS ),…
ThÓ tÝch cña hÇm ph©n huû Biogas ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc c¬ b¶n sau ®©y:
V = Vck + Vph (1)
Trong ®ã: Vck lµ thÓ tÝch cña phÇn chøa khÝ trong hÇm.
Vph lµ thÓ tÝch cña phÇn chøa chÊt th¶i vµ n−íc trong hÇm.
Vph = T x Vdm (2)
Trong ®ã: T lµ thêi gian l−u cña chÊt th¶i trong hÇm, cã trÞ sè: 45 - 50 ngµy.
Vdm lµ l−îng n−íc vµ chÊt th¶i n¹p hµng ngµy, tÝnh b»ng lit/ngµy .
Vck = hS vµ S lµ diÖn tÝch mÆt b»ng cña hÇm, tÝnh b»ng m2; h lµ kho¶ng c¸ch tõ mÆt d−íi cña n¾p
sµn tíi mÆt n−íc tÜnh trong hÇm, tÝnh b»ng mÐt (m).
§èi víi trang tr¹i nu«i heo, chÊt th¶i tõ ®µn heo ®−îc ®−a vµo hÇm ph©n huû lµ chñ yÕu. C«ng thøc
tÝnh l−îng n−íc vµ chÊt th¶i n¹p hµng ngµy Vdm ®−îc x¸c ®Þnh nh− sau:
Vdm = (w + nL)T (3)
trong ®ã: w = l−îng n−íc (tÝnh b»ng lit) ®Ó pha lo·ng l−îng ph©n tõ n con heo víi chÊt th¶i trung
b×nh cña mçi con trong mét ngµy lµ L (tÝnh b»ng lit/ngµy)
5